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专题三　化学反应与能量　化学反应速率与化学平衡
微专题6　化学反应与能量
纲举目张
　化学反应原理与能量小综合
[反应的自发性、ΔH计算、化学平衡常数]
1. (2021·江苏卷)已知反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)　ΔH＝－116.4 kJ/mol。下列说法正确的是(A)
A. 该反应的ΔH＜0、ΔS＜0
B. 该反应的平衡常数K＝
C. 使用高效催化剂能降低反应的焓变
D. 其他条件相同，增大，NO的转化率下降
【解析】 反应放热，ΔH＜0，该反应的正反应是气体分子数减小的反应，则ΔS＜0，A正确；反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)的平衡常数可表示为K＝，B错误；使用催化剂能降低反应所需的活化能，加快反应速率，但反应物和生成物的总能量不变，反应焓变不变，C错误；其他条件相同，增大，相当于增大O2浓度，NO浓度保持不变，平衡正向移动，NO转化率增大，D错误。
2. (2020·江苏卷)反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是(B)
A. 该反应ΔH>0、ΔS<0
B. 该反应的平衡常数K＝
C. 高温下，反应每生成1 mol Si需消耗2×22.4 L H2
D. 若用E表示键能，则该反应的ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)
【解析】 该反应为气体分子数增大的反应，则ΔS＞0，A错误；高温下，反应每生成1 mol的Si需要消耗2 mol的H2，高温下的气体摩尔体积不是22.4 L/mol，C错误；ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，生成物中有硅单质，则该式子应该再减去2E(Si—Si)，D错误。
　盖斯定律
3. (2018·江苏卷)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
①2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH1＝－116.1 kJ/mol
②3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH2＝＋75.9 kJ/mol
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝ －136.2 kJ/mol。
【解析】 根据盖斯定律，即可得到目标反应，则ΔH＝ kJ/mol＝－136.2 kJ/mol。
4. (2017·江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法错误的是　(C)
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2 (g)　ΔH1＝a kJ/mol
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ/mol
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ/mol
④2CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ/mol
A. 反应①②为反应③提供原料气
B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C. 反应CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(l)的ΔH ＝ kJ/mol
D. 反应2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋CH3OCH3 (g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ/mol
【解析】 反应③需要的原料气是CO2和H2，反应①②的产物中含CO2和H2，A正确；反应③消耗CO2制取CH3OH，B正确；C选项的热化学方程式中的H2O是液态，但反应④的热化学方程式中的H2O是气态，C错误；根据盖斯定律，将反应②×2＋反应③×2＋反应④可得选项D的热化学方程式，D正确。
　原电池
5. (2025·江苏卷)以稀硫酸为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(A)
A. 电极a上发生氧化反应生成O2
B. H＋通过质子交换膜从右室移向左室
C. 光解前后，H2SO4溶液的pH不变
D. 外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2
【解析】 由电子的移动方向可知，电极a发生失电子的氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电极b发生得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；电极a产生H＋，电极b消耗H＋，则H＋通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；光解过程消耗水，则H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误；由电极反应式可知，外电路通过0.01 mol电子时，电极b上生成0.005 mol H2，D错误。
6. (2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(C)
A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应
B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动
C. 环境温度过低，不利于电池放电
D. 反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数约为2×6.02×1023
【解析】 碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，负极为锌，正极为二氧化锰。电池工作时，正极MnO2发生还原反应，A错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，则OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率较慢，不利于电池放电，C正确；反应中锰元素的化合价由＋4降低到＋3，则每生成1 mol MnOOH，转移电子数约为6.02×1023，D错误。
7. (2020·江苏卷)HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图所示：
两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。电池负极的电极反应式为 HCOO－＋2OH－－2e－===HCO＋H2O ；放电过程中需补充的物质A为 H2SO4 (填化学式)。上图所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 2HCOOH＋2OH－＋O2===2HCO＋2H2O(或2HCOO－＋O2===2HCO) 。
8. (1)(2016·江苏卷)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3＋，其电极反应式为 Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O 。
(2)(2015·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。写出电极B的电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO 。
　电解池
9. (2023·江苏卷)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。FE%＝×100%。其中，QX＝nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
(1)当电解电压为U1 V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为 H2 (填化学式)。
(2)当电解电压为U2 V时，阴极由HCO生成CH4的电极反应式为 HCO＋8e－＋6H2O===CH4↑＋9OH－ 。
(3)当电解电压为U3 V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为 1∶2 。
【解析】 (1)当电解电压为U1 V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明HCO未得电子，此时，H＋得电子生成H2。(2)当电解电压为U2 V时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知，碱性条件下，阴极由HCO生成CH4的电极反应式为HCO＋8e－＋6H2O===CH4↑＋9OH－。(3)当电解电压为U3 V时，电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%，还原产物HCOO－的FE%为8%，说明生成这两种产物得失电子个数之比为3∶1，由2HCO～C2H4～12e－、HCO～HCOO－～2e－可知，C2H4和HCOO－物质的量之比为1∶2。
10. (2021·江苏卷)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(装置如图)；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是(B)
A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小
B. 电解时阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O
C. 电解的总反应：2H2O2H2↑＋O2↑
D. 电解过程中转移4 mol电子，理论上可获得22.4 L O2
【解析】 由图可知，在阴极生成氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极上Ni(OH)2失电子发生氧化反应生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，电解的总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑，在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。由电解的总反应可知，KOH溶液的物质的量浓度不变，A错误；电解时阳极上Ni(OH)2失电子发生氧化反应，电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，B正确；电解的总反应为2Ni(OH)22NiOOH＋H2↑，C错误；未指明是在标准状况，无法计算氧气的体积，D错误。
11. (2017·江苏卷改编)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
已知：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)写出“碱溶”时生成四羟基合铝酸钠的离子方程式： Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ 。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH 减小 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图。
阳极的电极反应式为 4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑ ，阴极产生的物质A的化学式为 H2 。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 。
【解析】 (2)“过滤Ⅰ”所得滤液为四羟基合铝酸钠溶液，与NaHCO3发生反应：HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O，该反应能够发生，说明[Al(OH)4]－结合H＋的能力强于CO，Na[Al(OH)4]溶液的碱性强于Na2CO3溶液，则溶液的pH减小。
12. (1)(2018·江苏卷)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2 的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时在阳极发生的电极反应式： HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO 。
(2)(2019·江苏卷)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。
电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式： CO2＋HCO＋2e－===HCOO－＋CO 。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 阳极产生O2和H＋，pH减小，HCO浓度降低；K＋部分迁移至阴极区 。
　金属的腐蚀与防护
13. (2020·江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是(C)
A. 阴极的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【解析】 阴极得到电子，A错误；为保护钢铁设备，金属M应比铁活泼，B错误；由于海水中含有大量的电解质，更易发生电化学腐蚀，故钢铁设备在海水中的腐蚀速率快，D错误。
14. (2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(C)
A. 铁被氧化的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【解析】 铁被氧化的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；铁腐蚀过程中，化学能不会全部转化为电能，还有部分转化为热能等，B错误；活性炭会与铁以及NaCl溶液构成许多微小的原电池，加速铁的腐蚀，C正确；以水代替NaCl溶液，铁也能发生吸氧腐蚀，但溶液中离子浓度较小，反应缓慢，D错误。
15. (2025·江苏卷)海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。
(1)文物出水清淤后，须尽快浸泡在NaOH稀溶液或Na2CO3溶液中进行现场保护。
①玻璃中的SiO2能与NaOH溶液反应生成 Na2SiO3 (填化学式)，故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液。
②文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因有 碱性溶液隔绝O2，减少文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀；碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应(O2＋4e－＋2H2O===4OH－)的进行，减缓吸氧腐蚀 。
(2)文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。
①无氧环境中，文物中的Fe与海水中的SO在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与SO反应生成FeS和Fe(OH)2的离子方程式： 4Fe＋SO＋4H2OFeS＋3Fe(OH)2＋2OH－ 。
②有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeOOH等凝结物。
(ⅰ)铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2＋形成蓝色沉淀)和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为 铁片表面将出现蓝色沉淀和红色区域，较长时间后出现黄色斑点 。
(ⅱ)铁的氢氧化物吸附某些阳离子形成带正电的胶粒，是凝结物富集Cl－的可能原因。该胶粒的形成过程中，参与的主要阳离子有 Fe3＋、Fe2＋ (填离子符号)。
【解析】 (1)②碱性溶液比纯水溶解氧的能力低，减少了文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀；吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碱性溶液中，OH－浓度较大，会抑制O2得电子，使吸氧腐蚀的速率减慢。(2)②(ⅰ)铁片在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，开始时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应形成蓝色沉淀，溶液中酚酞遇到OH－变红，铁片上会出现红色区域；一段时间后，形成黄色的FeOOH。(ⅱ)铁片发生吸氧腐蚀，负极区生成Fe2＋，被O2进一步氧化为Fe3＋，此时体系中的阳离子主要有Fe3＋、Fe2＋。
　反应热　热化学方程式
1. 焓变ΔH的计算
ΔH与反应前后物质的能量 放热反应 吸热反应
ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物)(物质的能量越低越稳定)
ΔH与键能 ΔH＝∑(反应物键能)－∑(生成物键能)
ΔH与活化能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
ΔH与盖斯定律 ΔH＝ ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 (利用盖斯定律求热化学方程式中的焓变)
说明 1 mol常见物质中含有的化学键的物质的量：物质(1 mol)金刚石硅SiO2P4CH4化学键C—CSi—SiSi—OP—PC—H所含化学键的物质的量/mol 2 2 4 6 4
2. 常考归纳
(1)在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热。“指定产物”指可燃物中的C元素变为 CO2(g) ，H元素变为 H2O(l) ，S元素变为 SO2(g) ，N元素变为 N2(g) 等。
(2)在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。
①若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)，由于电离吸热，则放出的热量 减少 。
②若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物，则放出的热量 增多 。
③若是稀硫酸和Ba(OH)2稀溶液反应，则生成 1 mol H2O时所释放的热量会比57.3 kJ多。原因是H＋与OH－结合生成1 mol H2O的同时，Ba2＋和SO结合生成BaSO4沉淀会 放出 热量。
(3)书写热化学方程式(写出图1、图2中反应的热化学方程式)：
　　　　
图1　　　　　　　　　　　　　　　　图2
图1： CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol 。
图2： N2(g)＋3H2(g)??2NH3(l)　ΔH＝－2(b＋c－a) kJ/mol 。
(4)比较焓变大小(填“>”或“<”)：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
则ΔH1 ＜ ΔH2。
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
则ΔH3 > ΔH4。
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
则ΔH5 > ΔH6。
　原电池与电解池的比较
1. 电池的判断
无外接电源的是原电池；有外接电源的是电解池。
2. 电极的判断
　电极反应式的书写
1. 原电池——燃料电池
(1)氢氧燃料电池
电解质 负极反应式 正极反应式
酸性介质 H2－2e－===2H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
碱性介质 H2－2e－＋2OH－===2H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
熔融氧化物 H2－2e－＋O2－===H2O O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐 H2－2e－＋CO===H2O＋CO2 O2＋4e－＋2CO2===2CO
(2)有机物燃料(以CH4为例)
电解质 负极反应式 正极反应式 备注
酸性介质 CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O 用H＋平衡电荷，不出现OH－
碱性介质 CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 用OH－平衡电荷，不出现H＋
熔融氧化物 CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O O2＋4e－===2O2－ 用O2－平衡电荷，平衡O
熔融碳酸盐 CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O O2＋2CO2＋4e－===2CO 用CO平衡电荷，平衡O
(3)肼燃料电池
电解质 负极反应式 正极反应式
酸性介质 N2H4－4e－===N2↑＋4H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O
碱性介质 N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－
熔融氧化物 N2H4＋2O2－－4e－===N2↑＋2H2O O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐 N2H4＋2CO－4e－===N2↑＋2CO2↑＋2H2O O2＋4e－＋2CO2===2CO
(4)微生物燃料电池
举例 分析
微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示 ①微生物的存在有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移；②有机物在负极失去电子，该微生物电池中，负极发生的电极反应式： C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋ ，H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区；③该电池正极发生的电极反应式： O2＋4e－＋4H＋===2H2O
[特别提醒]微生物燃料电池不能在高温下或重金属盐溶液(如CuSO4溶液)、强氧化性溶液(如K2Cr2O7溶液)中使用，会使酶变性
2. 电解池
(1)电解CuCl2溶液(用惰性电极)
装置示意图 电极反应式 阴极： Cu2＋＋2e－===Cu阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑
总反应 CuCl2Cl2↑＋Cu
电子流向 阳极→正极，负极→阴极
离子移动方向 Cl－→ 阳 极；Cu2＋→ 阴 极
(2)用惰性电极电解不同溶液类型
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液pH
电解水 NaOH 阳极： 4OH－－4e－===O2↑＋2H2O阴极： 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ H2O 增大
H2SO4 阳极： 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极： 2H＋＋2e－===H2↑ H2O 减小
Na2SO4 阳极： 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极： 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ H2O 不变
电解电解质 HCl 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑阴极： 2H＋＋2e－===H2↑ HCl 增大
放出H2生成碱 NaCl 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑阴极： 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ Cl－和H2O 增大
放出O2生成酸 CuSO4 阳极： 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极： Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋和H2O 减小
(3)电解的应用
①电冶金(冶炼钠、镁、铝)
冶炼金属 总反应 电极反应式
钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑阴极： Na＋＋e－===Na
镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑阴极： Mg2＋＋2e－===Mg
铝 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 阳极： 2O2－－4e－===O2↑阴极： Al3＋＋3e－===Al
说明：电解NaCl、MgCl2溶液，得不到金属钠、金属镁
②粗铜精炼 (含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)
铜的电解精炼示意图 电极材料 阳极： 粗铜 ；阴极： 精铜
电解质溶液 CuSO4溶液
阳极发生的电极反应式 Cu－2e－===Cu2＋ 、 Zn－2e－===Zn2＋ 、 Fe－2e－===Fe2＋ 、 Ni－2e－===Ni2＋
阴极发生的电极反应式 Cu2＋＋2e－===Cu
ⅰ.电解质溶液中的c(Cu2＋)： 减小 (填“增大”“不变”或“减小”)；ⅱ.一般情况下，阳极金属减轻的质量 ≠ (填“＝”或“≠”)阴极金属增加的质量；ⅲ.比铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)失电子转化为离子留在溶液中，比铜不活泼的金属(Ag、Au)沉积在电解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)
③电镀(以电镀银为例)
电极材料 阳极：镀层金属(银)；阴极：待镀金属制品
电镀液 含 Ag＋ 的电解质溶液
电极反应式 阳极： Ag－e－===Ag＋ ；阴极： Ag＋＋e－===Ag
ⅰ.电镀液中c(Ag＋)： 不变 (填“增大”“不变”或“减小”)；ⅱ.阳极金属减轻的质量 ＝ (填“＝”或“≠”)阴极金属增加的质量
④氯碱工业(电解饱和食盐水)
电极反应式 阳极： 2Cl－－2e－===Cl2↑阴极： 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
总反应 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
阳离子交换膜的作用 ⅰ.避免H2和Cl2混合引起爆炸；ⅱ.避免Cl2和NaOH反应，提高碱的纯度ⅲ.Na＋从左室向右室迁移
注意：少量NaOH的作用是增强溶液的导电性且不引入杂质；电解所用的食盐水要精制
3. 可逆电池
(1)铅酸蓄电池
装置图
电极反应式、反应类型等 负极： Pb＋SO－2e－===PbSO4 ( 氧化 反应)正极： PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O ( 还原 反应) 阴极： PbSO4＋2e－===Pb＋SO (接外电源的 负 极， 还原 反应)阳极： PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO(接外电源的 正 极， 氧化 反应)
总反应 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
(2)锂电池
原电池 电池装置 说明
Li-CO2电池4Li＋3CO22Li2CO3＋C(隔膜只允许Li＋通过，Li＋向正极移动) 放电时：锂为负极，电极反应式：Li－e－===Li＋铱基电极为正极，电极反应式：3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3＋C
LiFePO4-C电池Li1－xFePO4＋LixC6LiFePO4＋6C(隔膜只允许锂离子通过，Li＋向正极移动) 放电时：M为负极，电极反应式：LixC6－xe－===6C＋xLi＋N为正极，电极反应式：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
全固态锂-硫电池16Li＋xS88Li2Sx(2≤x≤8)(Li＋向正极移动)a电极掺有石墨烯，是为了 增强电极导电性 放电时：电极b是 负极 ，电极反应式：Li－e－===Li＋电极a是 正极 ，电极反应式：S8＋2e－＋2Li＋===Li2S8(只写第一步反应)
锂-空气电池4Li＋O2＋2H2O4LiOH(Li＋向正极移动) 放电时：A为 负极 ，电极反应式：Li－e－===Li＋B为 正极 ，电极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－(电解液a不能是水性溶液，因为金属锂可与水反应)
　离子交换膜
1. 离子交换膜的种类及作用
种类 阳离子交换膜 只允许阳离子通过
阴离子交换膜 只允许阴离子通过
质子交换膜 只允许H＋通过
锂离子交换膜 只允许Li＋通过
作用 ①平衡两极区的电荷；②避免两极产物发生反应；③形成交换膜两边电解质溶液浓度不同的浓差电池
判断 离子迁移的方向是浓度大的向浓度小的方向迁移
2. 离子交换膜的判断方法
类型 装置特点 分析
根据离子迁移的方向，判断膜的种类 随反应进行，左、右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流计指针偏转幅度逐步变小。当左、右两池离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时，左、右两池硝酸银溶液的浓度相等 ①正、负两电极均为Ag单质，左池为AgNO3稀溶液，右池为AgNO3浓溶液。只有两池AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池；②该离子交换膜的作用：不允许 Ag＋ 通过，只允许 NO 穿过，是 阴 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。负极Ag失去电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区多余的 NO 就穿过离子交换膜向负极移动
根据产物及电源，判断膜的种类 三室式电渗析法处理Na2SO4废水： ①阴极产生氢气，Na＋穿过 阳离子交换膜 (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”，下同)进入阴极区，平衡电荷；②阳极产生氧气，SO穿过 阴离子交换膜 进入阳极区，平衡电荷；③离子交换膜的作用：平衡电荷；使产品NaOH和H2SO4分开，避免反应
根据产物判断膜的种类 以CaCl2、NaH2PO4为原料，利用电解法制备Ca(H2PO4)2：
　金属的腐蚀与防护
1. 金属的腐蚀类型
腐蚀类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 酸性较强 弱酸性、中性、碱性
负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
总反应 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
说明 ①吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍；②2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O
2. 金属的保护方法
金属的防护 ①改变金属的内部结构，如把Ni、Cr等加入金属中制成不锈钢
②在金属表面覆盖保护层，如采用电镀、涂油脂、喷油漆、覆盖搪瓷、包裹塑料等方法
电化学保护法 原电池原理 牺牲阳极法 被保护的金属作原电池的 正 极(阴极)，活泼金属作原电池的 负 极(阳极)，阳极要定期予以更换
电解池原理 外加电流法 将被保护的金属与电源 负 极相连，作电解池的 阴 极，另一附加电极与电源 正 极相连，作电解池的 阳 极
　盖斯定律的应用
例1　已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是(B)
A. ΔH1＞0　　 B. ΔH2<ΔH3
C. ΔH3<ΔH1　　 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
【解析】 胆矾溶于水时温度降低，则ΔH2>0，CuSO4(s)溶于水时温度升高，则ΔH3<0，故ΔH1＝ΔH2－ΔH3>0，A正确；ΔH2＞0，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B错误；ΔH3＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＜ΔH1，C正确；根据盖斯定律可知，ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，D正确。
例2　(2025·苏州期末)储能材料是当前研究的热点。AlH3易分解反应释氢，且可与固体氧化物混合作固体燃料推进剂。AlH3与Fe2O3的反应过程如下：
Ⅰ. AlH3(s)===Al(s)＋3H(g)　ΔH＝＋521.1 kJ/mol
Ⅱ. 6H(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 209.2 kJ/mol
Ⅲ. 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH＝－851.5 kJ/mol
反应2AlH3(s)＋2Fe2O3(s)===4Fe(s)＋3H2O(g)＋Al2O3(s)的ΔH＝ －1 018.5 kJ/mol 。
【解析】 根据盖斯定律，Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ可得目标热化学方程式，故ΔH＝＋521.1 kJ/mol×2＋(－1 209.2 kJ/mol)＋(－851.5 kJ/mol)＝－1 018.5 kJ/mol。
　化学反应进行的方向
例3　下列叙述正确的是(C)
A. 加入催化剂可以使反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)在低温下由非自发变为自发，从而提高产率
B. ΔH＜0、ΔS＞0时，反应可以自发进行，例如Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合
C. 常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0
D. 因为ΔH和ΔS都与反应的自发性有关，因此ΔH或ΔS均可单独作为判断自发性的判据
【解析】 催化剂可改变反应速率，不能改变反应进行的方向，A错误；Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合，反应吸热，则ΔH＞0，B错误；氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的反应能自发进行且是混乱度降低的反应，则由ΔH－TΔS＜0可知，该反应ΔH＜0，C正确；反应自发进行的判断依据是ΔH－TΔS＜0，反应是否自发，决定于焓变和熵变两方面因素，D错误。
　原电池
例4　(2025·常州)硫酸工业中用Na2SO3溶液吸收尾气中的SO2，吸收后的NaHSO3和Na2SO3混合溶液pH＝6，进行电解再生Na2SO3并制取硫酸的装置如图所示。下列说法不正确的是(D)
A. a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B. 阴极区发生的电极反应式：2HSO＋2e－===2SO＋H2↑
C. 电解过程中，阳极区溶液的pH降低
D. 外电路中每通过1 mol e－，阳极区溶液增重49 g
【解析】 装置中电解NaHSO3和Na2SO3混合溶液时，在阳极区得到硫酸，阳极发生失电子的氧化反应，阴极区水得到电子生成H2，同时产生OH－，OH－结合HSO生成SO，即阴极区发生反应为2HSO＋2e－===H2↑＋2SO，为平衡电荷，SO通过离子交换膜b进入阳极区，发生反应为SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋，Na＋通过离子交换膜a移向阴极区，阴极区产生Na2SO3，阳极区生成硫酸溶液。a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，A正确；阴极区发生反应：2HSO＋2e－===H2↑＋2SO，B正确；电解过程中，阳极区生成硫酸溶液，溶液的pH降低，C正确；SO通过离子交换膜b进入阳极区，故当转移2 mol e－，阳极区生成1 mol硫酸，当转移1 mol e－时，阳极区生成0.5 mol H2SO4即49 g，而不是增重49 g，D错误。
　电解池
例5　(2025·南通七市二模)一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 电解池工作时，OH－由右室通过隔膜向左室移动
B. M为电解池的阳极
C. N电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O
D. 电路中通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原
【解析】 由图示可知，在M电极上CO2得电子转变为HCOO－，电极反应式为CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，故M为阴极，电池工作时，阴离子OH－由左室通过隔膜向右室移动，A、B错误；N电极为阳极，在电极上CH3(CH2)7NH2应发生失去电子的氧化反应，生成CH3(CH2)6CN，电极反应式为CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O，C错误；结合M电极反应式可知，电路中每通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原，D正确。
　可逆电池
例6　(2025·苏北八市三模)一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过S―→S转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是(C)
A. 晚间储电时，电极A应与电源的负极相连
B. 白天制氢时，溶液中Na＋从左室向右室移动
C. 储电时的总反应为2S＋4OH－2S＋2S2－＋O2↑＋2H2O
D. 理论上生成1 mol H2，溶液中m(S2－)减少64 g
【解析】 晚间储电时为电解池原理，S→S，硫元素化合价降低，发生还原反应，则B为阴极，A为阳极，与电源的正极相连，A错误；白天制氢时为原电池，A为正极，B为负极，溶液中Na＋从右室向左室移动，B错误；储电时，阳极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极的电极反应式为S＋2e－===S2－＋S，则总反应为2S＋4OH－2S＋2S2－＋O2↑＋2H2O，C正确；每生成1 mol H2，转移2 mol电子，溶液中减少的n(S2－)＝1 mol，溶液中m(S2－)减少为32 g，D错误。
　金属的腐蚀与防护
例7　关于金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是(C)
A. 图①：铁丝易生成Fe2O3·xH2O
B. 图②：M可用石墨代替
C. 图③：若电源断开，闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀
D. 图③：N只能选金属
【解析】 形成原电池需要电解质溶液，在干燥的空气中不易形成原电池，则铁丝很难发生吸氧腐蚀，A错误；原电池的正极被保护，则金属M的活动性要比铁强，M不可用石墨代替，B错误；中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，若断开电源，钢铁闸门将发生吸氧腐蚀，C正确；与电源负极相连的钢铁闸门作阴极，被保护，则N可选用石墨等能导电的惰性材料，D错误。
1. (2025·黑吉辽卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图所示，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。下列说法错误的是(D)
A. 放电时Na＋向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极电极反应式：Cu2O＋Cl－－2e－＋2H2O===Cu2(OH)3Cl＋H＋
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
【解析】 由图可知，a极铜元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，a极为负极，b极为正极；放电时Na＋向b极(正极)迁移，A正确；电池工作时，钠离子储存在b极，氯离子储存在a极，故电池可用于海水脱盐，B正确；a极为负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，C正确；若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重，说明此时b极发生反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl ，则b极为负极，则a电极反应式为Cu2(OH)3Cl＋H＋＋2e－===Cu2O＋2H2O＋Cl－，结合正、负极反应，每转移2个电子时，会有1个Cl－被消耗，电池依然具有储氯能力，D错误。
2. (2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，装置如图所示。已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是(B)
A. LixCoO2电极上发生的反应：LixCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
B. 产生标准状况下5.6 L O2时，理论上可转化mol的LixCoO2
C. 再锂化过程中，SO向LixCoO2电极迁移
D. 电解过程中，阳极附近溶液pH升高
【解析】 该装置为电解池，废弃电极材料LixCoO2(x＜1)转化为LiCoO2过程中，Co 元素化合价由＋(4－x)降为＋3，LixCoO2得电子发生还原反应，参比电极为阴极，Pt电极为阳极。LixCoO2得电子发生还原反应，电极反应式为LixCoO2＋(1－x)e－＋(1－x)Li＋===LiCoO2，A错误；Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由电极反应式可知，产生标准状况下5.6 L(即0.25 mol)O2时，转移1 mol电子，理论上转化mol的LixCoO2，B正确；再锂化过程中，阴离子向阳极移动，即SO向Pt电极迁移，C错误；阳极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解过程中，阳极产生H＋，阳极附近溶液pH降低，D错误。
3. (2025·安徽卷)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(C)
A. 放电时，电解质溶液质量减小
B. 放电时，电池总反应为H2＋2Li===2LiH
C. 充电时，Li＋移向惰性电极
D. 充电时，每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol/L
【解析】 该电池使用前需充电，充电时，H2－2e－===2H＋，H＋＋H2PO===H3PO4，故气体扩散电极为阳极，阳极电极反应式为H2－2e－＋2H2PO===2H3PO4，惰性电极为阴极，电极反应式为Li＋＋e－===Li；故放电时，惰性电极为负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，正极的电解质溶液中发生反应：2H3PO4＋2e－===H2↑＋2H2PO，放电时总反应为2Li＋2H3PO4===2LiH2PO4＋H2↑，由总反应可知，A、B错误；充电时Li＋移向惰性电极生成Li，C正确；充电时每转移1 mol电子，则消耗1 mol H＋，但溶液的体积未知，故c(H＋)降低多少无法计算，D错误。
4. (2025·广东卷)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(D)
A. 加入AgNO3溶液产生沉淀
B. 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C. 加入KSCN溶液无红色出现
D. 加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
【解析】 含有NaCl的溶液中加入硝酸银溶液一定会生成沉淀，不能说明铁片没有被腐蚀，A错误；加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现，说明溶液中没有氧化性强于碘离子的物质如铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，B错误；加入KSCN溶液无红色出现，只能证明溶液中没有铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，C错误；加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，说明溶液中不含有亚铁离子，说明铁片没有被腐蚀，D正确。
1. 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌形成微小原电池 (√)
(2)铅酸蓄电池放电时，Pb极是负极，PbO2极是正极。充电时，外电源的正极与PbO2极相连接(√)
(3)钢铁吸氧腐蚀中的正极反应：4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑(×)
(4)电极反应式为LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，每转移1 mol电子释放2 mol Li＋ (×)
(5)铜板上的铁钉在潮湿空气中容易生锈(√)
2. (2024·南通)已知25 ℃、101 kPa下，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(D)
A. C4H10＋O2===4CO2＋5H2O　ΔH＝－2 900 kJ/mol
B. C4H10(l)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝＋2 900 kJ/mol
C. C4H10(l)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 900 kJ
D. 2C4H10(l)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH＝－5 800 kJ/mol
【解析】 未注明物质的状态，因此不能确定反应热，A错误；放热反应的焓变为负值，则反应热ΔH＜0，B错误；反应热的单位是kJ/mol，C错误。
3. (2025·徐连淮宿一模)以LiAlCl4为离子导体的铝-磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示。下列关于电池放电时的说法不正确的是(D)
A. 化学能转化为电能
B. 电极Al作负极
C. Li＋透过离子交换膜从右向左迁移
D. 正极的电极反应式：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4
【解析】 铝电极上铝失去电子形成铝离子，铝离子结合AlCl形成Al2Cl，同时锂离子向左移动，嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，则铝电极为负极，左侧电极为正极。放电时，该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，A正确；电极Al作负极，B正确；Li＋透过离子交换膜从右向左迁移，C正确；正极发生还原反应，电极反应式为Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4，D错误。
4. (2025·南通四模)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(D)
A. 放电时，负极的电极反应式为Pb－2e－===Pb2＋
B. 放电时，电池将电能转化为化学能
C. 充电时，正极应与外接电源负极相连
D. 充电时，每生成1mol H2SO4，电路中转移1 mol电子
【解析】 放电时，负极的电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，A错误；放电时，电池将化学能转化为电能，B错误；充电时，正极区域为阳极，应与外接电源正极相连，C错误；充电时总反应为2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4，则每生成1 mol H2SO4，电路中转移1 mol电子，D正确。(共93张PPT)
第一篇
高考专题
专题三　化学反应与能量　化学反应速率与化学平衡
微主题6　化学反应与能量
高考溯源
[反应的自发性、ΔH计算、化学平衡常数]
1
化学反应原理与能量小综合
A
【解析】 该反应为气体分子数增大的反应，则ΔS＞0，A错误；高温下，反应每生成1 mol的Si需要消耗2 mol的H2，高温下的气体摩尔体积不是22.4 L/mol，C错误；ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，生成物中有硅单质，则该式子应该再减去2E(Si—Si)，D错误。
B
3. (2018·江苏卷)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
①2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH1＝－116.1 kJ/mol
②3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH2＝＋75.9 kJ/mol
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝_________kJ/mol。
2
盖斯定律
－136.2
4. (2017·江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法错误的是(　　)
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2 (g)　ΔH1＝a kJ/mol
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ/mol
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ/mol
④2CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ/mol
A. 反应①②为反应③提供原料气
B. 反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C
【解析】 反应③需要的原料气是CO2和H2，反应①②的产物中含CO2和H2，A正确；反应③消耗CO2制取CH3OH，B正确；C选项的热化学方程式中的H2O是液态，但反应④的热化学方程式中的H2O是气态，C错误；根据盖斯定律，将反应②×2＋反应③×2＋反应④可得选项D的热化学方程式，D正确。
A. 电极a上发生氧化反应生成O2
B. H＋通过质子交换膜从右室移向左室
C. 光解前后，H2SO4溶液的pH不变
D. 外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2
3
原电池
A
【解析】 由电子的移动方向可知，电极a发生失电子的氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电极b发生得电子的还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A正确；电极a产生H＋，电极b消耗H＋，则H＋通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；光解过程消耗水，则H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误；由电极反应式可知，外电路通过0.01 mol电子时，电极b上生成0.005 mol H2，D错误。
6. (2024·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A. 电池工作时，MnO2发生氧化反应
B. 电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动
C. 环境温度过低，不利于电池放电
D. 反应中每生成1 mol MnOOH，转移电子数约为2×6.02×1023
C
【解析】 碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH，负极为锌，正极为二氧化锰。电池工作时，正极MnO2发生还原反应，A错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，则OH－通过隔膜向负极移动，B错误；环境温度过低，化学反应速率较慢，不利于电池放电，C正确；反应中锰元素的化合价由＋4降低到＋3，则每生成1 mol MnOOH，转移电子数约为6.02×1023，D错误。
7. (2020·江苏卷)HCOOH燃料电池。研究 HCOOH燃料电池性能的装置如图所示：
两电极区间用允许K＋、H＋通过的半透膜隔开。电池负极的电极反应式为__________________ ___________________；放电过程中需补充的物质A为__________(填化学式)。上图所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过 HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。
HCOO－＋2OH－－
H2SO4
(2)(2015·江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。写出电极B的电极反应式：__________________________________。
4
电解池
(1)当电解电压为U1 V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为______(填化学式)。
(3)当电解电压为U3 V时，电解生成的C2H4和HCOO－的物质的量之比为__________。
＋6H2O===CH4↑＋9OH－
H2
1∶2
10. (2021·江苏卷)通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(装置如图)；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是(　　)
B
11. (2017·江苏卷改编)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
已知：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)写出“碱溶”时生成四羟基合铝酸钠的离子方程式：_______________ _________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
减小
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图。
阳极的电极反应式为________________________________________，阴极产生的物质A的化学式为______。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是____________________________________ _______________。
石墨电极被阳极上产生的O2氧化
H2
NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
12. (1)(2018·江苏卷)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2 的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时在阳极发生的电极反应式：____________________________________。
(2)(2019·江苏卷)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。
电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO－的电极反应式：____________________________ __________。
②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是______________ ____________________________________________________。
13. (2020·江苏卷)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是(　　)
A. 阴极的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
B. 金属M的活动性比Fe的活动性弱
C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
5
金属的腐蚀与防护
【解析】 阴极得到电子，A错误；为保护钢铁设备，金属M应比铁活泼，B错误；由于海水中含有大量的电解质，更易发生电化学腐蚀，故钢铁设备在海水中的腐蚀速率快，D错误。
C
14. (2019·江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是(　　)
A. 铁被氧化的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋
B. 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C. 活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D. 以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【解析】 铁被氧化的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A错误；铁腐蚀过程中，化学能不会全部转化为电能，还有部分转化为热能等，B错误；活性炭会与铁以及NaCl溶液构成许多微小的原电池，加速铁的腐蚀，C正确；以水代替NaCl溶液，铁也能发生吸氧腐蚀，但溶液中离子浓度较小，反应缓慢，D错误。
C
15. (2025·江苏卷)海洋出水铁质文物表面有凝结物，研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。
(1)文物出水清淤后，须尽快浸泡在NaOH稀溶液或Na2CO3溶液中进行现场保护。
①玻璃中的SiO2能与NaOH溶液反应生成__________(填化学式)，故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液。
②文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀，其原因有________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。
Na2SiO3
碱性溶液隔绝O2，减少文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀；碱性环境抑制吸氧腐蚀正极反应(O2＋4e－＋2H2O===4OH－)的进行，减缓吸氧腐蚀
(2)文物表面凝结物种类受文物材质和海洋环境等因素的影响。
FeS＋3Fe(OH)2＋2OH－
②有氧环境中，海水中的铁质文物表面形成FeOOH等凝结物。
(ⅰ)铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验：向NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2＋形成蓝色沉淀)和酚酞，将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为__________________________________________________ _____________。
(ⅱ)铁的氢氧化物吸附某些阳离子形成带正电的胶粒，是凝结物富集Cl－的可能原因。该胶粒的形成过程中，参与的主要阳离子有___________(填离子符号)。
铁片表面将出现蓝色沉淀和红色区域，较长时间后出现黄色斑点
Fe3＋、Fe2＋
【解析】 (1)②碱性溶液比纯水溶解氧的能力低，减少了文物与O2的接触，减缓吸氧腐蚀；吸氧腐蚀时正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，碱性溶液中，OH－浓度较大，会抑制O2得电子，使吸氧腐蚀的速率减慢。(2)②(ⅰ)铁片在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀，开始时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。Fe2＋与K3[Fe(CN)6]反应形成蓝色沉淀，溶液中酚酞遇到OH－变红，铁片上会出现红色区域；一段时间后，形成黄色的FeOOH。(ⅱ)铁片发生吸氧腐蚀，负极区生成Fe2＋，被O2进一步氧化为Fe3＋，此时体系中的阳离子主要有Fe3＋、Fe2＋。
能力提升
1. 焓变ΔH的计算
核心突破
1
反应热　热化学方程式
ΔH与活化能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
ΔH与盖斯定律
ΔH＝___________________(利用盖斯定律求热化学方程式中的焓变)
说明 1 mol常见物质中含有的化学键的物质的量：

物质(1 mol) 金刚石 硅 SiO2 P4 CH4
化学键 C—C Si—Si Si—O P—P C—H
所含化学键的 物质的量/mol ______ ______ ______ ______ ______
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2
2
4
6
4
2. 常考归纳
(1)在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫作该物质的燃烧热。“指定产物”指可燃物中的C元素变为__________，H元素变为_________，S元素变为_________，N元素变为_________等。
(2)在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。
①若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱)，由于电离吸热，则放出的热量________。
②若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物，则放出的热量________。
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
减少
增多
放出
(3)书写热化学方程式(写出图1、图2中反应的热化学方程式)：
图1
图2
图1：____________________________________________________。
图2： ____________________________________________________。
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol
(4)比较焓变大小(填“>”或“<”)：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
则ΔH1______ΔH2。
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
则ΔH3______ΔH4。
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
则ΔH5______ΔH6。
＜
＞
＞
1. 电池的判断
无外接电源的是原电池；有外接电源的是电解池。
2
原电池与电解池的比较
2. 电极的判断
1. 原电池——燃料电池
(1)氢氧燃料电池
3
电极反应式的书写
电解质 负极反应式 正极反应式
酸性介质
碱性介质
熔融氧化物
熔融碳酸盐
H2－2e－===2H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
H2－2e－＋2OH－===2H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
H2－2e－＋O2－===H2O
O2＋4e－===2O2－
(2)有机物燃料(以CH4为例)
CH4－8e－＋2H2O===CO2＋
8H＋
O2＋4e－＋4H＋===
2H2O
O2＋4e－＋2H2O===
4OH－
CH4＋4O2－－8e－===CO2＋
2H2O
O2＋4e－===2O2－
(3)肼燃料电池
电解质 负极反应式 正极反应式
酸性介质
碱性介质
熔融氧化物
熔融碳酸盐
N2H4－4e－===N2↑＋4H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
N2H4＋2O2－－4e－===N2↑＋2H2O
O2＋4e－===2O2－
(4)微生物燃料电池
举例 分析
微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示 ①微生物的存在有利于有机物的氧化反应，促进了反应中电子的转移；
②有机物在负极失去电子，该微生物电池中，负极发生的电极反应式：__________________ ______________________________，H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区；
③该电池正极发生的电极反应式：______________________________
[特别提醒]微生物燃料电池不能在高温下或重金属盐溶液(如CuSO4溶液)、强氧化性溶液(如K2Cr2O7溶液)中使用，会使酶变性 C6H12O6＋6H2O－
24e－===6CO2↑＋24H＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
2. 电解池
(1)电解CuCl2溶液(用惰性电极)
装置示意图 电极反应式 阴极：___________________
阳极：____________________
总反应
__________________________
电子流向 阳极→正极，负极→阴极
离子移动方向 Cl－→______极；Cu2＋→______极
Cu2＋＋2e－===Cu
2Cl－－2e－===Cl2↑
阳
阴
(2)用惰性电极电解不同溶液类型
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液pH
电解水 NaOH 阳极：_______________________________ 阴极：_______________________________ H2O 增大
H2SO4 阳极：______________________________ 阴极：________________________ H2O 减小
Na2SO4 阳极：______________________________ 阴极：_______________________________ H2O 不变
电解电 解质 HCl 阳极：____________________________ 阴极：________________________ HCl 增大
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H＋＋2e－===H2↑
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
类型 实例 电极反应式 电解对象 溶液pH
放出H2 生成碱 NaCl 阳极：___________________________ 阴极：______________________________ Cl－和H2O 增大
放出O2 生成酸 CuSO4 阳极：______________________________ 阴极：________________________ Cu2＋和H2O 减小
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
Cu2＋＋2e－===Cu
(3)电解的应用
①电冶金(冶炼钠、镁、铝)
2Cl－－2e－===Cl2↑
Na＋＋e－===Na
2Cl－－2e－===Cl2↑
Mg2＋＋2e－===Mg
2O2－－4e－===O2↑
Al3＋＋3e－===Al
②粗铜精炼 (含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)
铜的电解精炼示意图 电极材料 阳极：________；
阴极：________
电解质溶液 ________________
阳极发生的 电极反应式 ________________________、__________________________、________________________、__________________________
阴极发生的 电极反应式 ________________________
粗铜
精铜
CuSO4溶液
Cu－2e－===Cu2＋
Zn－2e－===Zn2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Ni－2e－===Ni2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
ⅰ.电解质溶液中的c(Cu2＋)：________(填“增大”“不变”或“减小”)；
ⅱ.一般情况下，阳极金属减轻的质量______(填“＝”或“≠”)阴极金属增加的质量；
ⅲ.比铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)失电子转化为离子留在溶液中，比铜不活泼的金属(Ag、Au)沉积在电解槽底，形成阳极泥(阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料)
减小
≠
③电镀(以电镀银为例)
电极材料 阳极：镀层金属(银)；阴极：待镀金属制品
电镀液 含________的电解质溶液
电极反应式 阳极：______________________；
阴极：______________________
ⅰ.电镀液中c(Ag＋)：________(填“增大”“不变”或“减小”)； ⅱ.阳极金属减轻的质量______(填“＝”或“≠”)阴极金属增加的质量 Ag＋
Ag－e－===Ag＋
Ag＋＋e－===Ag
不变
＝
④氯碱工业(电解饱和食盐水)
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
3. 可逆电池
(1)铅酸蓄电池
装置图
氧化
===PbSO4＋2H2O
还原
负
还原
bSO4＋2H2O－2e－===PbO2
正
氧化
(2)锂电池
Li－e－===Li＋
3CO2＋4Li＋＋4e－===2Li2CO3
＋C
LixC6－xe－===6C＋xLi＋
Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===
LiFePO4
增强电极导电性
负极
Li－e－===Li＋
正极
S8＋2e－＋2Li＋===Li2S8
负极
Li－e－===Li＋
正极
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
1. 离子交换膜的种类及作用
4
离子交换膜
种类 阳离子交换膜 只允许阳离子通过
阴离子交换膜 只允许阴离子通过
质子交换膜 只允许H＋通过
锂离子交换膜 只允许Li＋通过
作用 ①平衡两极区的电荷；②避免两极产物发生反应；③形成交换膜两边电解质溶液浓度不同的浓差电池 判断 离子迁移的方向是浓度大的向浓度小的方向迁移 2. 离子交换膜的判断方法
类型 装置特点
根据离子迁移的方向，判断膜的种类
随反应进行，左、右两池浓度的差值逐渐减小，外电路中电流将减小，电流计指针偏转幅度逐步变小。当左、右两池离子浓度相等时，电池将停止工作，不再有电流产生，此时，左、右两池硝酸银溶液的浓度相等
类型 分析
根据离子迁移的方向，判断膜的种类 ①正、负两电极均为Ag单质，左池为AgNO3稀溶液，右池为AgNO3浓溶液。只有两池AgNO3溶液浓度不同，才能形成浓差电池；
②该离子交换膜的作用：不允许________通过，只允许__________穿过，是______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。负极Ag失去电子变成Ag＋，为了平衡电荷，正极区多余的__________就穿过离子交换膜向负极移动
Ag＋
阴
阳离子交换膜
阴离子交换膜
类型 分析
根据产物判断膜的种类
1. 金属的腐蚀类型
5
金属的腐蚀与防护
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2. 金属的保护方法
金属的 防护 ①改变金属的内部结构，如把Ni、Cr等加入金属中制成不锈钢 ②在金属表面覆盖保护层，如采用电镀、涂油脂、喷油漆、覆盖搪瓷、包裹塑料等方法 电化学 保护法 原电池 原理 牺牲阳 极法 被保护的金属作原电池的______极
(阴极)，活泼金属作原电池的_____极(阳极)，阳极要定期予以更换
电解池 原理 外加电 流法 将被保护的金属与电源______极相连，作电解池的______极，另一附加电极与电源______极相连，作电解池的______极
正
负
负
阴
正
阳
例1　已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是(　　)
典型考题
1
盖斯定律的应用
A. ΔH1＞0　　 B. ΔH2<ΔH3
C. ΔH3<ΔH1　　 D. ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
B
【解析】 胆矾溶于水时温度降低，则ΔH2>0，CuSO4(s)溶于水时温度升高，则ΔH3<0，故ΔH1＝ΔH2－ΔH3>0，A正确；ΔH2＞0，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B错误；ΔH3＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＜ΔH1，C正确；根据盖斯定律可知，ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，D正确。
例2　(2025·苏州期末)储能材料是当前研究的热点。AlH3易分解反应释氢，且可与固体氧化物混合作固体燃料推进剂。AlH3与Fe2O3的反应过程如下：
Ⅰ. AlH3(s)===Al(s)＋3H(g)　ΔH＝＋521.1 kJ/mol
Ⅱ. 6H(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 209.2 kJ/mol
Ⅲ. 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH＝－851.5 kJ/mol
反应2AlH3(s)＋2Fe2O3(s)===4Fe(s)＋3H2O(g)＋Al2O3(s)的ΔH＝
_________________。
【解析】 根据盖斯定律，Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ可得目标热化学方程式，故ΔH＝ ＋521.1 kJ/mol×2＋(－1 209.2 kJ/mol)＋(－851.5 kJ/mol)＝－1 018.5 kJ/mol。
－1 018.5 kJ/mol
例3　下列叙述正确的是(　　)
B. ΔH＜0、ΔS＞0时，反应可以自发进行，例如Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合
C. 常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0
D. 因为ΔH和ΔS都与反应的自发性有关，因此ΔH或ΔS均可单独作为判断自发性的判据
2
化学反应进行的方向
C
【解析】 催化剂可改变反应速率，不能改变反应进行的方向，A错误；Ba(OH)2固体与NH4Cl固体混合，反应吸热，则ΔH＞0，B错误；氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的反应能自发进行且是混乱度降低的反应，则由ΔH－TΔS＜0可知，该反应ΔH＜0，C正确；反应自发进行的判断依据是ΔH－TΔS＜0，反应是否自发，决定于焓变和熵变两方面因素，D错误。
例4　(2025·常州)硫酸工业中用Na2SO3溶液吸收尾气中的SO2，吸收后的NaHSO3和Na2SO3混合溶液pH＝6，进行电解再生Na2SO3并制取硫酸的装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
3
原电池
D
例5　(2025·南通七市二模)一种以NaOH为介质电催化还原CO2的工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
4
电解池
A. 电解池工作时，OH－由右室通过隔膜向左室移动
B. M为电解池的阳极
C. N电极上发生的反应：CH3(CH2)7NH2＋4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O
D. 电路中通过2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原
D
【解析】 由图示可知，在M电极上CO2得电子转变为HCOO－，电极反应式为CO2＋2e－＋H2O===HCOO－＋OH－，故M为阴极，电池工作时，阴离子OH－由左室通过隔膜向右室移动，A、B错误；N电极为阳极，在电极上CH3(CH2)7NH2应发生失去电子的氧化反应，生成CH3(CH2)6CN，电极反应式为CH3(CH2)7NH2－4e－＋4OH－===CH3(CH2)6CN＋4H2O，C错误；结合M电极反应式可知，电路中每通过 2 mol e－时，理论上有1 mol CO2被还原，D正确。
A. 晚间储电时，电极A应与电源的负极相连
B. 白天制氢时，溶液中Na＋从左室向右室移动
5
可逆电池
C
6
金属的腐蚀与防护
例7　关于金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是(　　)
A. 图①：铁丝易生成Fe2O3·xH2O
B. 图②：M可用石墨代替
C. 图③：若电源断开，闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀
D. 图③：N只能选金属
C
【解析】 形成原电池需要电解质溶液，在干燥的空气中不易形成原电池，则铁丝很难发生吸氧腐蚀，A错误；原电池的正极被保护，则金属M的活动性要比铁强，M不可用石墨代替，B错误；中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，若断开电源，钢铁闸门将发生吸氧腐蚀，C正确；与电源负极相连的钢铁闸门作阴极，被保护，则N可选用石墨等能导电的惰性材料，D错误。
1. (2025·黑吉辽卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图所示，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。下列说法错误的是(　　)
A. 放电时Na＋向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极电极反应式：Cu2O＋Cl－－2e－＋2H2O===Cu2(OH)3Cl＋H＋
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
高考视野
D
【解析】 由图可知，a极铜元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，a极为负极，b极为正极；放电时Na＋向b极(正极)迁移，A正确；电池工作时，钠离子储存在b极，氯离子储存在a极，故电池可用于海水脱盐，B正确；a极为负极，电极反应式为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，C正确；若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重，说明此时b极发生反应：Ag－e－＋Cl－===AgCl ，则b极为负极，则a电极反应式为Cu2(OH)3Cl＋H＋＋2e－===Cu2O＋2H2O＋Cl－，结合正、负极反应，每转移2个电子时，会有1个Cl－被消耗，电池依然具有储氯能力，D错误。
2. (2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x＜1)再锂化的电化学装置，装置如图所示。已知：参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件，不干扰电极反应。下列说法正确的是(　　)
B
3. (2025·安徽卷)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　)
A. 放电时，电解质溶液质量减小
B. 放电时，电池总反应为H2＋2Li===2LiH
C. 充电时，Li＋移向惰性电极
D. 充电时，每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol/L
C
4. (2025·广东卷)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是(　　)
A. 加入AgNO3溶液产生沉淀
B. 加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现
C. 加入KSCN溶液无红色出现
D. 加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成
D
【解析】 含有NaCl的溶液中加入硝酸银溶液一定会生成沉淀，不能说明铁片没有被腐蚀，A错误；加入淀粉碘化钾溶液无蓝色出现，说明溶液中没有氧化性强于碘离子的物质如铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，B错误；加入KSCN溶液无红色出现，只能证明溶液中没有铁离子，有可能含有亚铁离子，不能说明铁片没有被腐蚀，C错误；加入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀生成，说明溶液中不含有亚铁离子，说明铁片没有被腐蚀，D正确。
能力评价
1. 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌形成微小原电池 (　 　)
(2)铅酸蓄电池放电时，Pb极是负极，PbO2极是正极。充电时，外电源的正极与PbO2极相连接(　 　)
(3)钢铁吸氧腐蚀中的正极反应：4OH－－4e－===2H2O ＋O2↑(　 　)
(4)电极反应式为LiFePO4－xe－===xLi＋＋Li1－xFePO4，每转移1 mol电子释放 2 mol Li＋ (　 　)
(5)铜板上的铁钉在潮湿空气中容易生锈(　 　)
√
√
×
×
√
2. (2024·南通)已知25 ℃、101 kPa下，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　)
【解析】 未注明物质的状态，因此不能确定反应热，A错误；放热反应的焓变为负值，则反应热ΔH＜0，B错误；反应热的单位是kJ/mol，C错误。
D
3. (2025·徐连淮宿一模)以LiAlCl4为离子导体的铝-磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示。下列关于电池放电时的说法不正确的是(　　)
A. 化学能转化为电能
B. 电极Al作负极
C. Li＋透过离子交换膜从右向左迁移
D. 正极的电极反应式：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋
===LiFePO4
D
A. 放电时，负极的电极反应式为Pb－2e－===Pb2＋
B. 放电时，电池将电能转化为化学能
C. 充电时，正极应与外接电源负极相连
D. 充电时，每生成1mol H2SO4，电路中转移1 mol电子
D

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